1. Łańcuch przemysłu polikrzemu: proces produkcyjny jest złożony, a dalszy etap koncentruje się na półprzewodnikach fotowoltaicznych
Polikrzem jest wytwarzany głównie z krzemu przemysłowego, chloru i wodoru i znajduje się przed łańcuchami przemysłu fotowoltaicznego i półprzewodników.Według danych CPIA, obecnie dominującą metodą produkcji polikrzemu na świecie jest zmodyfikowana metoda Siemensa, z wyjątkiem Chin, gdzie ponad 95% polikrzemu wytwarza się zmodyfikowaną metodą Siemensa.W procesie wytwarzania polikrzemu ulepszoną metodą Siemensa, najpierw gazowy chlor łączy się z gazowym wodorem w celu wytworzenia chlorowodoru, a następnie reaguje on z proszkiem krzemu po rozdrobnieniu i zmieleniu krzemu przemysłowego, tworząc trichlorosilan, który jest dalej redukowany przez wodór w celu wytworzenia polikrzemu.Krzem polikrystaliczny można topić i chłodzić w celu wytworzenia wlewków krzemu polikrystalicznego, a krzem monokrystaliczny można również wytwarzać metodą Czochralskiego lub topienia strefowego.W porównaniu z krzemem polikrystalicznym, krzem monokrystaliczny składa się z ziaren kryształów o tej samej orientacji kryształów, dzięki czemu ma lepszą przewodność elektryczną i wydajność konwersji.Zarówno wlewki z krzemu polikrystalicznego, jak i pręty z krzemu monokrystalicznego można dalej ciąć i przetwarzać na płytki i ogniwa krzemowe, które z kolei stają się kluczowymi częściami modułów fotowoltaicznych i są wykorzystywane w polu fotowoltaicznym.Ponadto monokrystaliczne płytki krzemowe można również formować w płytki krzemowe poprzez wielokrotne szlifowanie, polerowanie, epitaksję, czyszczenie i inne procesy, które można wykorzystać jako materiały podłoża dla półprzewodnikowych urządzeń elektronicznych.
Zawartość zanieczyszczeń polikrzemowych jest ściśle wymagana, a branża charakteryzuje się wysokimi inwestycjami kapitałowymi i wysokimi barierami technicznymi.Ponieważ czystość polikrzemu będzie miała poważny wpływ na proces ciągnienia monokrystalicznego krzemu, wymagania dotyczące czystości są niezwykle rygorystyczne.Minimalna czystość polikrzemu wynosi 99,9999%, a najwyższa jest nieskończenie bliska 100%.Ponadto chińskie normy krajowe stawiają jasne wymagania dotyczące zawartości zanieczyszczeń i na tej podstawie polikrzem dzieli się na klasy I, II i III, których zawartość boru, fosforu, tlenu i węgla jest ważnym wskaźnikiem referencyjnym.„Warunki dostępu do przemysłu polikrzemu” stanowią, że przedsiębiorstwa muszą posiadać solidny system kontroli jakości i zarządzania, a standardy produktów muszą być ściśle zgodne z normami krajowymi;ponadto warunki dostępu wymagają również skali i zużycia energii przez przedsiębiorstwa produkujące polikrzem, takie jak polikrzem do zastosowań fotowoltaicznych i polikrzem do zastosowań elektronicznych. Skala projektu przekracza odpowiednio 3000 ton/rok i 1000 ton/rok, a minimalny współczynnik kapitałowy w inwestycjach nowych projektów budowlanych oraz rekonstrukcji i rozbudowy nie będzie niższy niż 30%, zatem polikrzem jest branżą kapitałochłonną.Według statystyk CPIA koszt inwestycji 10 000 ton urządzeń linii do produkcji polikrzemu oddanych do użytku w 2021 roku nieznacznie wzrósł do 103 mln juanów/kt.Powodem jest wzrost cen materiałów metalowych luzem.Oczekuje się, że koszty inwestycji w przyszłości będą rosły wraz z postępem technologii urządzeń produkcyjnych, a monomer będzie malał wraz ze wzrostem rozmiaru.Zgodnie z przepisami pobór mocy polikrzemu do redukcji fotowoltaicznej i elektronicznej Czochralskiego powinien wynosić odpowiednio mniej niż 60 kWh/kg i 100 kWh/kg, a wymagania dotyczące wskaźników zużycia energii są stosunkowo rygorystyczne.Produkcja polikrzemu zwykle należy do przemysłu chemicznego.Proces produkcyjny jest stosunkowo złożony, a próg tras technicznych, doboru sprzętu, uruchomienia i eksploatacji jest wysoki.Proces produkcyjny obejmuje wiele złożonych reakcji chemicznych, a liczba węzłów kontrolnych przekracza 1000.Nowym uczestnikom trudno jest szybko opanować dojrzałe rzemiosło.Dlatego w branży produkcji polikrzemu istnieją wysokie bariery kapitałowe i techniczne, co promuje również producentów polikrzemu do przeprowadzania ścisłej optymalizacji technicznej przebiegu procesu, procesu pakowania i transportu.
2. Klasyfikacja polikrzemu: czystość determinuje zastosowanie, a głównym nurtem jest klasa słoneczna
Krzem polikrystaliczny, forma krzemu elementarnego, składa się z ziaren krystalicznych o różnej orientacji kryształów i jest oczyszczany głównie w drodze przemysłowej obróbki krzemu.Wygląd polikrzemu to szary metaliczny połysk, a temperatura topnienia wynosi około 1410 ℃.Jest nieaktywny w temperaturze pokojowej i bardziej aktywny w stanie stopionym.Polikrzem ma właściwości półprzewodnikowe i jest niezwykle ważnym i doskonałym materiałem półprzewodnikowym, jednak niewielka ilość zanieczyszczeń może znacznie wpłynąć na jego przewodność.Istnieje wiele metod klasyfikacji polikrzemu.Oprócz wyżej wymienionej klasyfikacji według krajowych standardów Chin, wprowadzono tutaj trzy ważniejsze metody klasyfikacji.Zgodnie z różnymi wymaganiami dotyczącymi czystości i zastosowaniami, polikrzem można podzielić na polikrzem do zastosowań solarnych i polikrzem do zastosowań elektronicznych.Polikrzem klasy słonecznej wykorzystywany jest głównie do produkcji ogniw fotowoltaicznych, natomiast polikrzem klasy elektronicznej jest szeroko stosowany w przemyśle układów scalonych jako surowiec do chipów i innych procesów produkcyjnych.Czystość polikrzemu do zastosowań fotowoltaicznych wynosi 6 ~ 8 N, co oznacza, że całkowita zawartość zanieczyszczeń musi być niższa niż 10 -6, a czystość polikrzemu musi osiągnąć 99,9999% lub więcej.Wymagania dotyczące czystości polikrzemu klasy elektronicznej są bardziej rygorystyczne i wynoszą minimum 9 N, a maksimum prądu 12 N.Produkcja polikrzemu klasy elektronicznej jest stosunkowo trudna.Niewiele chińskich przedsiębiorstw opanowało technologię produkcji polikrzemu do zastosowań elektronicznych, a mimo to są one nadal stosunkowo zależne od importu.Obecnie produkcja polikrzemu do zastosowań fotowoltaicznych jest znacznie większa niż w przypadku polikrzemu do zastosowań elektronicznych, przy czym ten pierwszy jest około 13,8 razy większy od drugiego.
Zgodnie z różnicą zanieczyszczeń domieszkujących i rodzaju przewodności materiału krzemowego, można go podzielić na typu P i typu N.Kiedy krzem jest domieszkowany pierwiastkami zanieczyszczeń akceptorowych, takimi jak bor, aluminium, gal itp., jest on zdominowany przez przewodzenie dziurowe i jest typu P.Gdy krzem jest domieszkowany pierwiastkami zanieczyszczeń donorowymi, takimi jak fosfor, arsen, antymon itp., jest on zdominowany przez przewodzenie elektronów i jest typu N.Do akumulatorów typu P zalicza się głównie akumulatory BSF i PERC.W 2021 roku akumulatory PERC będą stanowić ponad 91% światowego rynku, a akumulatory BSF zostaną wyeliminowane.W okresie, w którym PERC zastępuje BSF, wydajność konwersji ogniw typu P wzrosła z niecałych 20% do ponad 23%, co zbliża się do teoretycznej górnej granicy wynoszącej 24,5%, natomiast teoretyczna górna granica N- ogniwa typu N wynosi 28,7%, a ogniwa typu N charakteryzują się wysoką wydajnością konwersji. Ze względu na zalety wysokiego współczynnika dwustronności i niskiego współczynnika temperaturowego, firmy zaczęły wdrażać linie do masowej produkcji akumulatorów typu N.Według prognozy CPIA udział akumulatorów typu N znacząco wzrośnie z 3% do 13,4% w 2022 r. Oczekuje się, że w ciągu najbliższych pięciu lat nastąpi przejście z akumulatora typu N na akumulator typu P. W zależności od różnej jakości powierzchni można go podzielić na materiał gęsty, materiał kalafiorowy i materiał koralowy.Powierzchnia gęstego materiału ma najniższy stopień wklęsłości, mniejszy niż 5 mm, brak nieprawidłowości w kolorze, brak międzywarstwy utleniającej i najwyższą cenę;powierzchnia materiału kalafiorowego ma umiarkowany stopień wklęsłości, 5-20 mm, przekrój jest umiarkowany, a cena jest średnia;podczas gdy powierzchnia materiału koralowego ma poważniejszą wklęsłość, głębokość jest większa niż 20 mm, przekrój jest luźny, a cena jest najniższa.Gęsty materiał jest używany głównie do rysowania krzemu monokrystalicznego, podczas gdy materiał kalafiorowy i materiał koralowy są używane głównie do wytwarzania płytek z krzemu polikrystalicznego.W codziennej produkcji przedsiębiorstw gęsty materiał można domieszkować nie mniej niż 30% materiału kalafiora w celu wytworzenia krzemu monokrystalicznego.Można zaoszczędzić na kosztach surowców, ale zastosowanie materiału kalafiorowego w pewnym stopniu zmniejszy skuteczność wyciągania kryształów.Przedsiębiorstwa muszą wybrać odpowiedni współczynnik domieszkowania po zważeniu obu.Ostatnio różnica w cenie pomiędzy materiałem gęstym a materiałem kalafiorowym zasadniczo ustabilizowała się na poziomie 3 RMB/kg.Jeśli różnica cen będzie się dalej pogłębiać, firmy mogą rozważyć domieszkowanie większej ilości materiału kalafiorowego w procesie ciągnięcia monokrystalicznego krzemu.
3. Proces: Metoda Siemensa zajmuje główny nurt, a zużycie energii staje się kluczem do zmian technologicznych
Proces produkcji polikrzemu można z grubsza podzielić na dwa etapy.W pierwszym etapie przemysłowy proszek krzemowy poddaje się reakcji z bezwodnym chlorowodorem, w wyniku czego otrzymuje się trichlorosilan i wodór.Po wielokrotnej destylacji i oczyszczaniu otrzymuje się gazowy trichlorosilan, dichlorodihydrokrzem i silan;drugim etapem jest redukcja wspomnianego wyżej gazu o wysokiej czystości do krzemu krystalicznego, przy czym etap redukcji różni się w zmodyfikowanej metodzie Siemensa i silanowym złożu fluidalnym.Ulepszona metoda Siemensa ma dojrzałą technologię produkcji i wysoką jakość produktu i jest obecnie najczęściej stosowaną technologią produkcji.Tradycyjna metoda produkcji firmy Siemens polega na użyciu chloru i wodoru do syntezy bezwodnego chlorowodoru, chlorowodoru i sproszkowanego krzemu przemysłowego w celu syntezy trichlorosilanu w określonej temperaturze, a następnie oddzieleniu, rektyfikacji i oczyszczeniu trichlorosilanu.Krzem poddawany jest reakcji redukcji termicznej w piecu do redukcji wodorowej w celu uzyskania krzemu elementarnego osadzonego na rdzeniu krzemowym.Na tej podstawie udoskonalony proces Siemensa został także wyposażony w proces wspomagający recykling dużej ilości produktów ubocznych takich jak wodór, chlorowodór i czterochlorek krzemu powstałych w procesie produkcyjnym, obejmujący głównie redukcyjny odzysk gazów resztkowych i ponowne wykorzystanie czterochlorku krzemu technologia.Wodór, chlorowodór, trichlorosilan i czterochlorek krzemu w gazach spalinowych oddziela się poprzez odzysk na sucho.Wodór i chlorowodór można ponownie wykorzystać do syntezy i oczyszczania za pomocą trichlorosilanu, a trichlorosilan jest bezpośrednio zawracany do redukcji termicznej.Oczyszczanie odbywa się w piecu, a czterochlorek krzemu uwodornia się w celu wytworzenia trichlorosilanu, który można zastosować do oczyszczania.Etap ten nazywany jest także obróbką zimnego uwodornienia.Realizując produkcję w obiegu zamkniętym, przedsiębiorstwa mogą znacznie zmniejszyć zużycie surowców i energii elektrycznej, skutecznie oszczędzając w ten sposób koszty produkcji.
Koszt produkcji polikrzemu ulepszoną metodą Siemensa w Chinach obejmuje surowce, zużycie energii, amortyzację, koszty przetwarzania itp. Postęp technologiczny w branży znacząco obniżył koszty.Surowce odnoszą się głównie do krzemu przemysłowego i trichlorosilanu, zużycie energii obejmuje energię elektryczną i parę, a koszty przetwarzania odnoszą się do kosztów kontroli i naprawy sprzętu produkcyjnego.Według statystyk Baichuan Yingfu dotyczących kosztów produkcji polikrzemu z początku czerwca 2022 r. surowce stanowią pozycję o najwyższym koszcie i stanowią 41% całkowitych kosztów, z czego głównym źródłem krzemu jest krzem przemysłowy.Jednostkowe zużycie krzemu powszechnie stosowane w przemyśle oznacza ilość krzemu zużytego na jednostkę produktów krzemowych o wysokiej czystości.Metoda obliczeniowa polega na przekształceniu wszystkich materiałów zawierających krzem, takich jak przemysłowy proszek krzemowy zlecany na zewnątrz i trichlorosilan, na czysty krzem, a następnie odjęcie chlorosilanu zleconego na zewnątrz zgodnie z ilością czystego krzemu przeliczoną na podstawie stosunku zawartości krzemu.Według danych CPIA poziom zużycia krzemu spadnie o 0,01 kg/kg-Si do 1,09 kg/kg-Si w 2021 r. Oczekuje się, że wraz z usprawnieniem procesów zimnego uwodornienia i recyklingu produktów ubocznych, oczekuje się, że spadnie do 1,07 kg/kg do 2030 r. kg-Si.Według niepełnych statystyk zużycie krzemu w pięciu największych chińskich firmach z branży polikrzemu jest niższe niż średnia w branży.Wiadomo, że dwa z nich w 2021 r. zużyją odpowiednio 1,08 kg/kg-Si i 1,05 kg/kg-Si. Drugi co do wielkości odsetek to zużycie energii, które łącznie stanowi 32%, z czego na energię elektryczną przypada 30% całkowitego zużycia energii. całkowitego kosztu, co wskazuje, że cena i wydajność energii elektrycznej są nadal ważnymi czynnikami w produkcji polikrzemu.Dwa główne wskaźniki mierzące efektywność energetyczną to całkowite zużycie energii i zmniejszenie zużycia energii.Zużycie energii redukcyjnej odnosi się do procesu redukcji trichlorosilanu i wodoru w celu wytworzenia materiału krzemowego o wysokiej czystości.Zużycie energii obejmuje wstępne podgrzewanie i osadzanie rdzenia krzemowego., ochrona cieplna, wentylacja końcowa i inne zużycie energii procesowej.W roku 2021, wraz z postępem technologicznym i kompleksowym wykorzystaniem energii, średnie całkowite zużycie energii przy produkcji polikrzemu zmniejszy się o 5,3% rok do roku do 63 kWh/kg-Si, a średnie całkowite zużycie energii redukcyjnej zmniejszy się o 6,1% rok-- w ujęciu rocznym do 46 kWh/kg-Si, przy czym oczekuje się, że w przyszłości poziom ten będzie dalej spadał..Ponadto ważną pozycją kosztów jest także amortyzacja, stanowiąca 17%.Warto zauważyć, że według danych Baichuan Yingfu całkowity koszt produkcji polikrzemu na początku czerwca 2022 r. wyniósł około 55 816 juanów/tonę, średnia cena polikrzemu na rynku wyniosła około 260 000 juanów/tonę, a marża zysku brutto wyniosła aż 70% lub więcej, więc przyciągnął dużą liczbę przedsiębiorstw inwestujących w budowę zdolności produkcyjnych polikrzemu.
Producenci polikrzemu mogą obniżyć koszty na dwa sposoby: jeden to zmniejszenie kosztów surowców, a drugi to zmniejszenie zużycia energii.Jeśli chodzi o surowce, producenci mogą obniżyć ich koszty, podpisując długoterminowe umowy o współpracy z przemysłowymi producentami krzemu lub budując zintegrowane moce produkcyjne na wcześniejszych i niższych etapach łańcucha dostaw.Na przykład zakłady produkujące polikrzem zasadniczo polegają na własnych dostawach krzemu przemysłowego.W zakresie zużycia energii elektrycznej producenci mogą obniżyć koszty energii elektrycznej poprzez niskie ceny energii elektrycznej i kompleksową poprawę zużycia energii.Około 70% całkowitego zużycia energii elektrycznej to redukcja zużycia energii elektrycznej, a redukcja jest również kluczowym ogniwem w produkcji krzemu krystalicznego o wysokiej czystości.Dlatego większość mocy produkcyjnych polikrzemu w Chinach koncentruje się w regionach o niskich cenach energii elektrycznej, takich jak Xinjiang, Mongolia Wewnętrzna, Syczuan i Yunnan.Jednak wraz z postępem polityki dwuwęglowej trudno jest pozyskać dużą ilość tanich źródeł energii.Dlatego też zmniejszenie zużycia energii w celu redukcji jest obecnie bardziej realną redukcją kosztów.Sposób.Obecnie skutecznym sposobem zmniejszenia zużycia energii redukcyjnej jest zwiększenie liczby rdzeni krzemowych w piecu redukcyjnym, a tym samym zwiększenie wydajności pojedynczego urządzenia.Obecnie najpopularniejsze typy pieców redukcyjnych w Chinach to 36 par prętów, 40 par prętów i 48 par prętów.Typ pieca zostaje zmodernizowany do 60 par prętów i 72 par prętów, ale jednocześnie stawia wyższe wymagania w zakresie poziomu technologii produkcji przedsiębiorstw.
W porównaniu z ulepszoną metodą Siemensa, metoda silanowo-fluidyzacyjna ma trzy zalety, jedną jest niskie zużycie energii, drugą wysoką wydajność wyciągania kryształów, a trzecią jest to, że korzystniej jest ją połączyć z bardziej zaawansowaną technologią ciągłą CCZ Czochralskiego.Według danych Oddziału Przemysłu Krzemowego całkowity pobór mocy silanowej metody ze złożem fluidalnym wynosi 33,33% ulepszonej metody Siemensa, a redukcyjny pobór mocy wynosi 10% ulepszonej metody Siemensa.Metoda silanowego złoża fluidalnego ma znaczne zalety w zakresie zużycia energii.Jeśli chodzi o ciągnięcie kryształów, właściwości fizyczne granulowanego krzemu mogą ułatwić pełne wypełnienie tygla kwarcowego w łączniku pręta ciągnącego z monokrystalicznego krzemu.Krzem polikrystaliczny i krzem ziarnisty mogą zwiększyć wydajność ładowania tygla jednopiecowego o 29%, jednocześnie skracając czas ładowania o 41%, znacznie poprawiając wydajność ciągnięcia monokrystalicznego krzemu.Ponadto krzem ziarnisty ma małą średnicę i dobrą płynność, co jest bardziej odpowiednie dla ciągłej metody CCZ Czochralskiego.Obecnie główną technologią ciągnięcia monokryształu w środkowym i dolnym biegu jest metoda ponownego odlewania monokryształu RCZ, która polega na ponownym zasilaniu i ciągnięciu kryształu po pociągnięciu monokryształowego pręta krzemowego.Ciągnienie odbywa się w tym samym czasie, co oszczędza czas chłodzenia monokrystalicznego pręta krzemowego, dzięki czemu wydajność produkcji jest wyższa.Szybki rozwój ciągłej metody CCZ Czochralskiego spowoduje również wzrost zapotrzebowania na krzem granulowany.Chociaż krzem ziarnisty ma pewne wady, takie jak większa ilość proszku krzemowego wytwarzana przez tarcie, duża powierzchnia i łatwa adsorpcja zanieczyszczeń oraz wodór łączący się w wodór podczas topienia, co łatwo spowodować przeskok, ale zgodnie z najnowszymi zapowiedziami odpowiedniego granulowanego krzemu przedsiębiorstw problemy te są rozwiązywane i poczyniono pewne postępy.
Proces silanowego złoża fluidalnego jest dojrzały w Europie i Stanach Zjednoczonych i jest w powijakach po wprowadzeniu chińskich przedsiębiorstw.Już w latach 80-tych zagraniczny granulowany krzem reprezentowany przez REC i MEMC zaczął badać produkcję granulowanego krzemu i realizował produkcję na dużą skalę.Wśród nich całkowita zdolność produkcyjna REC w zakresie granulowanego krzemu osiągnęła w 2010 r. 10 500 ton/rok i w porównaniu z odpowiednikami firmy Siemens w tym samym okresie uzyskała przewagę kosztową wynoszącą co najmniej 2-3 USD/kg.Ze względu na potrzebę wyciągania monokryształów produkcja granulowanego krzemu przez firmę uległa stagnacji i ostatecznie ją wstrzymała, po czym zwróciła się do spółki joint venture z Chinami w celu założenia przedsiębiorstwa produkcyjnego zajmującego się produkcją granulowanego krzemu.
4. Surowce: Krzem przemysłowy jest głównym surowcem, a dostawa może zaspokoić potrzeby ekspansji polikrzemu
Krzem przemysłowy jest podstawowym surowcem do produkcji polikrzemu.Oczekuje się, że produkcja krzemu przemysłowego w Chinach będzie stale rosła w latach 2022–2025. W latach 2010–2021 chińska produkcja krzemu przemysłowego znajduje się w fazie ekspansji, a średnie roczne tempo wzrostu mocy produkcyjnych i produkcji wyniesie odpowiednio 7,4% i 8,6%. .Według danych SMM nowo wzrosłaprzemysłowe zdolności produkcyjne krzemuw Chinach wyniesie 890 tys. ton i 1,065 mln ton w latach 2022 i 2023.Zakładając, że przemysłowe przedsiębiorstwa produkujące krzem będą w przyszłości nadal utrzymywać wskaźnik wykorzystania mocy produkcyjnych i wskaźnik operacyjny na poziomie około 60%, nowo podwyższony chińskimoce produkcyjne w latach 2022 i 2023 przyniosą wzrost wydobycia o 320 tys. ton i 383 tys. ton.Według szacunków GFCI,Zdolność produkcyjna przemysłowego krzemu w Chinach w dniu 22/23/24/25 wynosi około 5,90/697/6,71/6,5 mln ton, co odpowiada 3,55/391/4,18/4,38 mln ton.
Tempo wzrostu pozostałych dwóch dalszych obszarów nakładania się krzemu przemysłowego jest stosunkowo powolne, a przemysłowa produkcja krzemu w Chinach może w zasadzie dorównać produkcji polikrzemu.W 2021 r. moce produkcyjne krzemu przemysłowego w Chinach wyniosą 5,385 mln ton, co odpowiada produkcji na poziomie 3,213 mln ton, z czego polikrzem, krzem organiczny i stopy aluminium pochłoną odpowiednio 623 000 ton, 898 000 ton i 649 000 ton.Ponadto prawie 780 000 ton produkcji trafia na eksport.W 2021 roku zużycie polikrzemu, krzemu organicznego i stopów aluminium będzie stanowić odpowiednio 19%, 28% i 20% krzemu przemysłowego.Oczekuje się, że w latach 2022–2025 dynamika produkcji krzemu organicznego utrzyma się na poziomie około 10%, a dynamika produkcji stopów aluminium będzie niższa niż 5%.Dlatego uważamy, że ilość krzemu przemysłowego, którą będzie można wykorzystać na polikrzem w latach 2022-2025, jest stosunkowo wystarczająca i może w pełni zaspokoić potrzeby polikrzemu.potrzeby produkcyjne.
5. Dostawa polikrzemu:Chinyzajmuje pozycję dominującą, a produkcja stopniowo skupia się w wiodących przedsiębiorstwach
W ostatnich latach światowa produkcja polikrzemu rosła z roku na rok i stopniowo gromadziła się w Chinach.W latach 2017–2021 światowa roczna produkcja polikrzemu wzrosła z 432 000 ton do 631 000 ton, przy czym najszybszy wzrost odnotowano w 2021 r., ze stopą wzrostu wynoszącą 21,11%.W tym okresie światowa produkcja polikrzemu stopniowo koncentrowała się w Chinach, a udział chińskiej produkcji polikrzemu wzrósł z 56,02% w 2017 r. do 80,03% w 2021 r. Porównując dziesięć największych firm pod względem światowych mocy produkcyjnych polikrzemu w latach 2010 i 2021 można stwierdził, że liczba chińskich firm wzrosła z 4 do 8, a udział mocy produkcyjnych niektórych amerykańskich i koreańskich firm znacznie spadł, wypadając z pierwszej dziesiątki zespołów, takich jak HEMOLOCK, OCI, REC i MEMC;znacząco wzrosła koncentracja przemysłu, a łączne moce produkcyjne dziesięciu największych przedsiębiorstw branży wzrosły z 57,7% do 90,3%.W 2021 roku pięć chińskich firm posiada ponad 10% mocy produkcyjnych, co stanowi łącznie 65,7%..Istnieją trzy główne powody stopniowego przenoszenia przemysłu polikrzemu do Chin.Po pierwsze, chińscy producenci polikrzemu mają znaczną przewagę pod względem kosztów surowców, energii elektrycznej i pracy.Płace pracowników są niższe niż w innych krajach, więc całkowity koszt produkcji w Chinach jest znacznie niższy niż w innych krajach i będzie nadal spadać wraz z postępem technologicznym;po drugie, jakość chińskich produktów polikrzemowych stale się poprawia, z których większość jest na najwyższym poziomie w zakresie energii słonecznej, a poszczególne zaawansowane przedsiębiorstwa spełniają wymagania czystości.Dokonano przełomu w technologii produkcji polikrzemu wyższej klasy elektronicznej, stopniowo wprowadzając zastąpienie importu krajowym polikrzemem klasy elektronicznej, a wiodące chińskie przedsiębiorstwa aktywnie promują budowę projektów polikrzemu klasy elektronicznej.Produkcja płytek krzemowych w Chinach stanowi ponad 95% całkowitej światowej produkcji, co stopniowo zwiększa stopień samowystarczalności polikrzemu w Chinach, co w pewnym stopniu uciska rynek zagranicznych przedsiębiorstw zajmujących się polikrzemem.
W latach 2017-2021 roczna produkcja polikrzemu w Chinach będzie systematycznie rosła, głównie na obszarach bogatych w zasoby energetyczne, takich jak Xinjiang, Mongolia Wewnętrzna i Syczuan.W 2021 r. produkcja polikrzemu w Chinach wzrośnie z 392 000 ton do 505 000 ton, co stanowi wzrost o 28,83%.Jeśli chodzi o moce produkcyjne, moce produkcyjne polikrzemu w Chinach ogólnie wykazują tendencję wzrostową, ale w 2020 r. spadły ze względu na przestoje niektórych producentów.Ponadto stopień wykorzystania mocy produkcyjnych chińskich przedsiębiorstw zajmujących się polikrzemem rośnie nieprzerwanie od 2018 r., a stopień wykorzystania mocy produkcyjnych w 2021 r. wyniesie 97,12%.Jeśli chodzi o prowincje, produkcja polikrzemu w Chinach w 2021 r. będzie koncentrować się głównie na obszarach o niskich cenach energii elektrycznej, takich jak Xinjiang, Mongolia Wewnętrzna i Syczuan.Produkcja Xinjiangu wynosi 270 400 ton, co stanowi ponad połowę całkowitej produkcji w Chinach.
Chiński przemysł polikrzemu charakteryzuje się wysokim stopniem koncentracji, z wartością CR6 na poziomie 77%, a w przyszłości będzie utrzymywał się dalszy trend wzrostowy.Produkcja polikrzemu to branża o wysokim kapitale i wysokich barierach technicznych.Cykl budowy i produkcji projektu trwa zwykle dwa lata lub dłużej.Nowym producentom trudno jest wejść do branży.Sądząc po znanej planowanej ekspansji i nowych projektach w ciągu najbliższych trzech lat, oligopolistyczni producenci w branży będą w dalszym ciągu zwiększać swoje moce produkcyjne dzięki własnej przewadze technologicznej i skali, a ich pozycja monopolistyczna będzie nadal rosła.
Szacuje się, że podaż polikrzemu w Chinach zapoczątkuje wzrost na dużą skalę w latach 2022–2025, a produkcja polikrzemu osiągnie 1,194 mln ton w 2025 r., co będzie napędzać rozwój światowej skali produkcji polikrzemu.W 2021 roku, w związku z gwałtownym wzrostem cen polikrzemu w Chinach, główni producenci zainwestowali w budowę nowych linii produkcyjnych, jednocześnie pozyskując nowych producentów do branży.Ponieważ od budowy do produkcji projekty polikrzemowe zajmą co najmniej półtora do dwóch lat, nowa budowa zakończy się w 2021 roku.Oddanie mocy produkcyjnych do produkcji następuje generalnie w drugiej połowie 2022 i 2023 roku. Jest to bardzo zgodne z planami nowych projektów ogłaszanymi obecnie przez największych producentów.Nowe moce produkcyjne w latach 2022-2025 koncentrują się głównie w latach 2022 i 2023. Następnie w miarę stopniowej stabilizacji podaży i popytu na polikrzem oraz ceny, całkowite moce produkcyjne w branży będą się stopniowo stabilizować.Down, czyli tempo wzrostu mocy produkcyjnych stopniowo maleje.Ponadto stopień wykorzystania mocy produkcyjnych przedsiębiorstw produkujących polikrzem utrzymywał się na wysokim poziomie w ciągu ostatnich dwóch lat, jednak zwiększenie mocy produkcyjnych nowych projektów zajmie trochę czasu, a nowe podmioty będą musiały opanować proces odpowiednią technologię przygotowania.Dlatego też stopień wykorzystania mocy produkcyjnych nowych projektów polikrzemowych w najbliższych latach będzie niski.Na tej podstawie można przewidzieć produkcję polikrzemu w latach 2022-2025, a produkcja polikrzemu w 2025 r. wyniesie około 1,194 mln ton.
Koncentracja zagranicznych mocy produkcyjnych jest stosunkowo wysoka, a tempo i tempo wzrostu produkcji w ciągu najbliższych trzech lat nie będzie tak wysokie jak w Chinach.Zagraniczne moce produkcyjne polikrzemu skupiają się głównie w czterech wiodących firmach, a reszta to głównie małe moce produkcyjne.Pod względem mocy produkcyjnych Wacker Chem zajmuje połowę zagranicznych mocy produkcyjnych polikrzemu.Jej fabryki w Niemczech i Stanach Zjednoczonych dysponują mocami produkcyjnymi odpowiednio 60 000 ton i 20 000 ton.Gwałtowny wzrost globalnych mocy produkcyjnych polikrzemu w 2022 r. i później może spowodować. W obawie przed nadpodażą firma nadal oczekuje i nie planuje zwiększania nowych mocy produkcyjnych.Południowokoreański gigant polikrzemu OCI stopniowo przenosi swoją linię do produkcji polikrzemu do zastosowań słonecznych do Malezji, zachowując jednocześnie pierwotną linię do produkcji polikrzemu do zastosowań elektronicznych w Chinach, której produkcja ma osiągnąć 5000 ton w 2022 r. Zdolność produkcyjna OCI w Malezji osiągnie 27 000 ton, a ton w latach 2020 i 2021, osiągając niskie koszty zużycia energii i unikając wysokich chińskich ceł na polikrzem w Stanach Zjednoczonych i Korei Południowej.Firma planuje wyprodukować 95 000 ton, ale data rozpoczęcia nie jest znana.W ciągu najbliższych czterech lat ma ona wzrastać na poziomie 5 tys. ton rocznie.Norweska firma REC ma dwie bazy produkcyjne w stanie Waszyngton i Montanie w USA, a roczna zdolność produkcyjna wynosi 18 000 ton polikrzemu do zastosowań fotowoltaicznych i 2000 ton polikrzemu do zastosowań elektronicznych.Znajdująca się w głębokiej trudnej sytuacji finansowej REC zdecydowała się zawiesić produkcję, a następnie pod wpływem boomu cen polikrzemu w 2021 roku zdecydowała się na ponowne uruchomienie do końca 2023 roku produkcji 18 000 ton projektów w stanie Waszyngton i 2 000 ton w Montanie i może zakończyć zwiększanie mocy produkcyjnych w 2024 r. Hemlock to największy producent polikrzemu w Stanach Zjednoczonych, specjalizujący się w polikrzemie elektronicznym o wysokiej czystości.Bariery technologiczne w produkcji utrudniają wymianę produktów firmy na rynku.W połączeniu z faktem, że spółka nie planuje budowy nowych projektów w ciągu kilku lat, oczekuje się, że zdolności produkcyjne spółki wyniosą lata 2022-2025.Roczna produkcja utrzymuje się na poziomie 18 000 ton.Dodatkowo w 2021 roku nowe moce produkcyjne spółek innych niż powyższe cztery wyniosą 5 tys. ton.Ze względu na brak zrozumienia planów produkcyjnych wszystkich spółek, przyjmuje się tutaj, że nowe moce produkcyjne wyniosą 5000 ton rocznie w latach 2022-2025.
Na podstawie zagranicznych mocy produkcyjnych szacuje się, że zagraniczna produkcja polikrzemu w 2025 r. wyniesie około 176 000 ton, przy założeniu, że stopień wykorzystania zagranicznych mocy produkcyjnych polikrzemu pozostanie niezmieniony.Po gwałtownym wzroście cen polikrzemu w 2021 r. chińskie firmy zwiększyły i rozszerzyły produkcję.Natomiast zagraniczne firmy są bardziej ostrożne w swoich planach dotyczących nowych projektów.Dzieje się tak dlatego, że dominacja przemysłu polikrzemowego jest już pod kontrolą Chin, a ślepe zwiększanie produkcji może przynieść straty.Od strony kosztów zużycie energii jest największym składnikiem kosztu polikrzemu, dlatego cena energii elektrycznej jest bardzo ważna, a Xinjiang, Mongolia Wewnętrzna, Syczuan i inne regiony mają oczywiste zalety.Jeśli chodzi o popyt, będący bezpośrednim następcą polikrzemu, chińska produkcja płytek krzemowych stanowi ponad 99% całkowitej światowej produkcji.Dalszy przemysł polikrzemu koncentruje się głównie w Chinach.Cena wyprodukowanego polikrzemu jest niska, koszty transportu niskie, a popyt jest w pełni gwarantowany.Po drugie, Chiny nałożyły stosunkowo wysokie cła antydumpingowe na przywóz polikrzemu do zastosowań fotowoltaicznych ze Stanów Zjednoczonych i Korei Południowej, co znacznie ograniczyło konsumpcję polikrzemu ze Stanów Zjednoczonych i Korei Południowej.Zachowaj ostrożność podczas tworzenia nowych projektów;ponadto w ostatnich latach chińskie zagraniczne przedsiębiorstwa zajmujące się polikrzemem rozwijały się powoli ze względu na wpływ ceł, a niektóre linie produkcyjne zostały ograniczone lub nawet zamknięte, a ich udział w światowej produkcji zmniejszał się z roku na rok, więc nie będzie porównywalny ze wzrostem cen polikrzemu w 2021 r., ze względu na wysokie zyski chińskiej firmy, a warunki finansowe nie są wystarczające, aby wspierać jej szybką i zakrojoną na szeroką skalę rozbudowę mocy produkcyjnych.
Na podstawie odpowiednich prognoz produkcji polikrzemu w Chinach i za granicą w latach 2022–2025 można podsumować przewidywaną wartość światowej produkcji polikrzemu.Szacuje się, że światowa produkcja polikrzemu w 2025 roku wyniesie 1,371 mln ton.Na podstawie prognozowanej wartości produkcji polikrzemu można w przybliżeniu obliczyć udział Chin w światowej produkcji.Oczekuje się, że udział Chin będzie stopniowo rósł od 2022 do 2025 roku, a w 2025 roku przekroczy 87%.
6, Podsumowanie i perspektywy
Polikrzem znajduje się za krzemem przemysłowym i przed całym łańcuchem przemysłu fotowoltaicznego i półprzewodników, a jego status jest bardzo ważny.Łańcuch przemysłu fotowoltaicznego to na ogół polikrzemowo-krzemowy moduł waflowy-moduł fotowoltaiczny, a łańcuch przemysłowy półprzewodników to na ogół polikrzemowo-monokrystaliczny wafel krzemowy-płytka krzemowa.Różne zastosowania mają różne wymagania dotyczące czystości polikrzemu.Przemysł fotowoltaiczny wykorzystuje głównie polikrzem klasy słonecznej, a przemysł półprzewodników wykorzystuje polikrzem klasy elektronicznej.Ten pierwszy ma zakres czystości 6N-8N, podczas gdy drugi wymaga czystości 9N lub większej.
Od lat głównym procesem produkcji polikrzemu jest udoskonalona metoda firmy Siemens na całym świecie.W ostatnich latach niektóre firmy aktywnie badały tańszą metodę silanowego złoża fluidalnego, co może mieć wpływ na schemat produkcji.Polikrzem w kształcie pręta wytwarzany zmodyfikowaną metodą Siemensa charakteryzuje się wysokim zużyciem energii, wysokim kosztem i wysoką czystością, natomiast krzem ziarnisty wytwarzany metodą silanowego złoża fluidalnego charakteryzuje się niskim zużyciem energii, niskim kosztem i stosunkowo niską czystością .Niektóre chińskie firmy zrealizowały masową produkcję granulowanego krzemu i technologię wykorzystania granulowanego krzemu do wyciągania polikrzemu, ale nie została ona szeroko rozpowszechniona.To, czy granulowany krzem będzie w stanie zastąpić ten pierwszy w przyszłości, zależy od tego, czy przewaga kosztowa może pokryć wadę jakościową, wpływ dalszych zastosowań i poprawę bezpieczeństwa silanów.W ostatnich latach światowa produkcja polikrzemu rosła z roku na rok i stopniowo skupiała się w Chinach.W latach 2017–2021 światowa roczna produkcja polikrzemu wzrośnie z 432 000 ton do 631 000 ton, przy czym najszybszy wzrost nastąpi w 2021 r. W tym okresie światowa produkcja polikrzemu stopniowo skupiała się w coraz większym stopniu w Chinach, a udział Chin w produkcji polikrzemu wzrósł z 56,02% w 2017 r. do 80,03% w 2021 r. W latach 2022–2025 podaż polikrzemu zapoczątkuje wzrost na dużą skalę.Szacuje się, że produkcja polikrzemu w 2025 roku w Chinach wyniesie 1,194 mln ton, a produkcja zagraniczna osiągnie 176 tys. ton.Zatem światowa produkcja polikrzemu w 2025 roku wyniesie około 1,37 mln ton.
(Ten artykuł ma wyłącznie charakter informacyjny dla klientów UrbanMines i nie stanowi żadnej porady inwestycyjnej)